Return to Video

Introduction to definite integrals

  • 0:00 - 0:02
    歡迎回來
  • 0:02 - 0:04
    在這段影片中我會教你
  • 0:04 - 0:07
    怎麼利用不定積分求出
  • 0:07 - 0:08
    曲線下的面積
  • 0:08 - 0:10
    其實我會把重點放在
  • 0:10 - 0:11
    直覺探索上
  • 0:11 - 0:13
    那就讓我們拿物理的一個例子做範例
  • 0:13 - 0:16
    就用距離與速度的關係
  • 0:16 - 0:18
    而這也是一個對導數的複習
  • 0:18 - 0:20
    或是說一個微分的應用
  • 0:20 - 0:23
    那假如我描述一個
  • 0:23 - 0:24
    移動中的物體的位置
  • 0:24 - 0:26
    來假設他叫....s
  • 0:26 - 0:36
    而s會等於ㄜ...不知道,應該是16t的平方
  • 0:36 - 0:36
    對吧?
  • 0:36 - 0:37
    所以s是距離
  • 0:37 - 0:38
    讓我把它記在角落
  • 0:38 - 0:41
    我不知道為什麼常用s當做
  • 0:41 - 0:42
    距離的變量
  • 0:42 - 0:45
    他們可能想說,,,其實...喔!我懂了,為什麼不用d代表距離呢?
  • 0:45 - 0:49
    因為d會跟微分中的"d"混淆...吧,我猜
  • 0:49 - 0:56
    回來重點,所以s等於距離
  • 0:56 - 0:59
    ,t等於時間
  • 0:59 - 1:03
    那這只是一個公式,他告所我們說位移
  • 1:03 - 1:06
    類似說一個物體在過了x之後走多遠
  • 1:06 - 1:07
    來講的話,秒數,對吧?
  • 1:07 - 1:11
    譬如來說4秒後,他就會走...
  • 1:11 - 1:13
    假設距離單位是英呎,時間是秒
  • 1:13 - 1:16
    4秒後,他就會移動256呎
  • 1:16 - 1:17
    這個公式就是在說這個
  • 1:17 - 1:21
    讓我把它畫出來
  • 1:21 - 1:23
    畫......他......
  • 1:23 - 1:29
    這條線醜斃了
  • 1:29 - 1:30
    最好用直線工具
  • 1:33 - 1:36
    這個美多了
  • 1:36 - 1:38
    讓我在畫一個,因為我只要
  • 1:38 - 1:40
    第一象限,也就是t要正的。對吧?
  • 1:40 - 1:42
    因為你不太可能會時光倒退
  • 1:42 - 1:45
    電影演的另當別論,至少在這堂課中
  • 1:45 - 1:48
    你不可能回到過去
  • 1:48 - 1:52
    我以我必須
  • 1:52 - 1:56
    這條基本上就是一條拋物線嘛
  • 1:56 - 1:57
    大概長這樣
  • 2:02 - 2:03
    所以如果你仔細觀察
  • 2:03 - 2:04
    你其實可以很明顯發現
  • 2:04 - 2:07
    這個物體,每經過一秒
  • 2:07 - 2:07
    他就跑的更遠些
  • 2:07 - 2:09
    所以其實他是在加速的
  • 2:09 - 2:12
    那如果我向要求出
  • 2:12 - 2:14
    這個物體的速率呢?
  • 2:14 - 2:19
    這是d
    這是t
  • 2:19 - 2:21
    然後黃色這條
  • 2:21 - 2:23
    是1/2個拋物線
  • 2:23 - 2:25
    這個是「距離」的函數
  • 2:25 - 2:26
    那速率的函數呢?
  • 2:26 - 2:29
    速率就等於,等於什麼呢?
  • 2:29 - 2:32
    就是距離除以時間嘛
  • 2:32 - 2:33
    這個的速率一直在變動嘛
  • 2:33 - 2:36
    我麼要求出他瞬間的速率
  • 2:36 - 2:39
    而這是其中一個讓微積分
  • 2:39 - 2:40
    變得很有用的應用
  • 2:40 - 2:43
    所以我們要求出這個的瞬間變化
  • 2:43 - 2:45
    d對t的導數
  • 2:45 - 2:47
    由於這是一個計算「距離」的公式
  • 2:47 - 2:50
    所以如果我們知道瞬間時間的變化和
  • 2:50 - 2:53
    對應的距離(速度=距離/時間),我們就知道速度了。
  • 2:53 - 3:02
    所以ds/dt等於?
  • 3:02 - 3:04
    ds/dt是多少?
  • 3:04 - 3:09
    32t,對不對?
  • 3:09 - 3:10
    而ds/dt就是速率
  • 3:14 - 3:17
    或許我該..
  • 3:17 - 3:20
    v=速率
  • 3:20 - 3:22
    我不知道我幹嘛換顏色
  • 3:22 - 3:23
    但是我會繼續用黃色
  • 3:23 - 3:25
    讓我們畫出這個方程式
  • 3:25 - 3:29
    這個會很好畫
  • 3:34 - 3:35
    這挺直的
  • 3:35 - 3:37
    然後畫x軸
  • 3:42 - 3:43
    我做的真好
  • 3:43 - 3:44
    OK
  • 3:48 - 3:56
    這個,我用紅色,會成一線形函數
  • 3:56 - 3:57
    對不對?
  • 3:57 - 3:59
    32t就是一條斜率為32的直線
  • 3:59 - 4:01
    所以他其實滿陡的
  • 4:01 - 4:03
    但我繪畫平緩一點
  • 4:03 - 4:06
    這樣我比較好畫
  • 4:06 - 4:07
    所以這是速率
  • 4:10 - 4:12
    這是速率
  • 4:12 - 4:17
    黃色的是右邊那個圖,然後藍色的是右邊那個圖
  • 4:17 - 4:20
    為了怕你對這沒什麼概念
  • 4:20 - 4:22
    我會做一套用微積分解決
  • 4:22 - 4:24
    物理問題的課程講解
  • 4:24 - 4:27
    如果你有距離個公式
  • 4:27 - 4:29
    他的導數就是速率
  • 4:29 - 4:31
    而如果你反過來看
  • 4:31 - 4:34
    妳有速率,他的原函數就是距離
  • 4:34 - 4:38
    可是你並不會知道他始於
  • 4:38 - 4:39
    哪裡,哪個位置
  • 4:39 - 4:42
    所以我假設他從原點開始
  • 4:42 - 4:44
    但其實他可以從任何一點開始
  • 4:44 - 4:46
    妳也可以從這一點向上做拋物線
  • 4:46 - 4:48
    但是我們就設他從原點開始
  • 4:48 - 4:51
    所以
    距離的微分就是速度
  • 4:51 - 4:52
    速度的積分就是距離
  • 4:52 - 4:54
    請牢記在心
  • 4:54 - 4:56
    讓我們來看這個
  • 4:56 - 5:04
    假如我只有提供這張圖
  • 5:04 - 5:06
    這張圖就是某物體
  • 5:06 - 5:09
    的速率
  • 5:09 - 5:12
    我們想知道t秒後
  • 5:12 - 5:13
    他所移動的距離
  • 5:13 - 5:17
    這是t軸,這是v軸
  • 5:17 - 5:19
    假如我手裡就只有這張圖
  • 5:19 - 5:23
    然後我並不曉得速率的積分就是
  • 5:23 - 5:23
    距離的函數
  • 5:23 - 5:27
    那我們該怎麼求
  • 5:27 - 5:29
    在任何一段時間內他移動的距離呢?
  • 5:29 - 5:32
    讓我們思考一下
  • 5:32 - 5:34
    假設我們有一個方程式,噁~這紅色有點血腥
  • 5:34 - 5:37
    讓我換問和一點的顏色
  • 5:37 - 5:40
    假釋我們在任何一段小的時間內,
  • 5:40 - 5:44
    我們有個瞬間的速率
  • 5:44 - 5:47
    有了時間速率,鄉城就是距離d了嘛
  • 5:47 - 5:50
    所以我們有這一對
  • 5:50 - 5:52
    極短的距離
  • 5:52 - 5:54
    方便起見我畫寬一點
  • 5:54 - 5:56
    但是假設這一段時間真的非常非常小
  • 5:56 - 5:59
    我們來較這段很小很小的時間較
  • 5:59 - 6:02
    Δt,或更準確地,dt
  • 6:02 - 6:05
    這裡dt的意思就是
  • 6:05 - 6:07
    一段超乎想像短的時間
  • 6:07 - 6:09
    像是一個瞬間,但含不太算是
  • 6:09 - 6:11
    或妳是可以把它看成是瞬間
  • 6:11 - 6:14
    所以這是時間走過了多久
  • 6:14 - 6:16
    妳可以把它看做是一個變化量很小的時間
  • 6:16 - 6:20
    我們有一段變化量很小的時間,在他上面
  • 6:20 - 6:23
    我們有一個粗略的速率變化
  • 6:23 - 6:26
    假設這段率變化是這個
Title:
Introduction to definite integrals
Description:

Using the definite integral to solve for the area under a curve. Intuition on why the antiderivative is the same thing as the area under a curve.

more » « less
Video Language:
English
Duration:
09:18

Chinese, Traditional subtitles

Incomplete

Revisions